本发明涉及雷电预警技术领域，尤其涉及一种自动化雷电预警系统。
背景技术：
雷电是发生于大气中的一种瞬态大电流、高电压、强电磁辐射的天气现象。其发生时可致人员死亡，引起森林和油库火灾，使重要设备损坏，对人类的生活和生产构成较大威胁，是自然界最严重的灾害之一。随着现代信息技术的高速发展，微电子技术进入各行各业，雷电所引起的危害日益凸显。为了降低雷电灾害造成的经济损失，保障人类活动的正常进行，在雷电发生前赌气进行提前预警非常必要。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种自动化雷电预警系统。
本发明提出的一种自动化雷电预警系统，包括：实时采集模块、雷暴团定位模块、历史记录模块、坐标建立模块、计算处理模块和消息发送模块；
实时采集模块用于实时采集雷电信息，雷电信息包括目标雷点位置和雷电强度信息；
雷暴团定位模块与实时采集模块连接，其根据目标雷点位置对目标雷点进行聚类，获得雷暴团定位；
历史记录模块与雷暴团定位模块连接，用于记录每一次雷暴团出现的位置及时间；
坐标建立模块与历史记录模块连接，坐标建立模块内部预设有与地理位置相对应的坐标系，其从历史记录模块调取每一次雷暴团出现的位置并映射到坐标系中，生成对应雷暴团历史移动轨迹的历史路径；
计算处理模块分别与历史记录模块和坐标建立模块连接，其根据历史路径对雷暴团移动轨迹进行预测，并根据每一次雷暴团出现的时间对雷暴团的聚集时间进行预测，从而推断出雷暴团下一次出现的地点和时间；
消息发送模块与计算处理模块连接，其用于将推断出的雷暴团下一次出现的地点和时间发送出去。
优选地，还包括雷电强度警示模块，其分别与实时采集模块、雷暴团定位模块和计算处理模块连接，其结合实时采集模块中的雷电强度信息对雷暴团进行风险评估，并将风险评估结果发送到计算处理模块，计算处理模块将雷暴团下一次出现的地点和时间和风险评估结果进行绑定，然后通过消息发送模块发送出去。
优选地，雷电强度警示模块中预设有风险电压值和风险面积值，雷电强度警示模块分别从实时采集模块和雷暴团定位模块获取目标雷电最大电压值和雷暴团覆盖面积值，并将最大电压值和雷暴团覆盖面积值分别与风险电压值和风险面积值进行比较，根据比较结果对雷暴团进行风险评估。
优选地，还包括输入模块，输入模块分别与雷暴团定位模块、坐标建立模块和雷电强度警示模块连接，用于人工设置参数。
优选地，坐标系采用三维坐标。
优选地，实时采集模块中预设有雷电强度阈值，并将雷电强度大于雷电强度阈值的雷点作为目标雷点。
优选地，雷电强度阈值由电压强度阈值和声音强度阈值决定。
优选地，雷暴团定位模块中预设有雷点距离阈值，雷暴团定位模块对任意相邻两个目标雷点间的距离进行计算，并将任意相邻两个目标雷点间的距离均小于雷点距离阈值的雷点覆盖范围定义为一个雷暴团。
优选地，雷暴团定位模块中预设有边缘阈值，雷暴团定位模块获取雷电强度最大的目标雷点作为中央雷点，并将中央雷点以及距离中央雷点的距离均小于边缘阈值的目标雷点进行聚合，生成雷暴团。
优选地，实时采集模块采用卫星采集装置。
本发明提供的自动化雷电预警系统中，雷暴团定位模块根据实时采集模块采集的雷点信息对雷点进行聚类，生成雷暴团，如此，可保证雷暴团定义的实时性与灵活性，避免由于雷暴团移动过程中形态变化导致的雷暴团定位误差。本发明以雷暴团为雷电预警单位，根据雷暴团的移动的历史路径及时间，对雷暴团下一次出现地点及时间进行预测，有利于避免单独推算雷点移动的繁琐，简化计算工作量，提高预测效率。本发明中，通过设置坐标系，结合坐标系进行雷暴团历史路径的统计以及下一次出现地点的预测，有利于提高预测路径与地点的精确性与直观性。
本发明通过对雷暴团下一次出现地点和时间进行预测，可提前对相关人员进行警示，以便工作人员提高防护系统级别或者提前做好修护准备，从而提高应对能力，降低雷电损失风险。
附图说明
图1为本发明提出的一种自动化雷电预警系统示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种自动化雷电预警系统，包括：实时采集模块、雷暴团定位模块、历史记录模块、坐标建立模块、计算处理模块、消息发送模块、雷电强度警示模块和输入模块。
实时采集模块中预设有雷电强度阈值，并将雷电强度大于雷电强度阈值的雷点作为目标雷点。实时采集模块用于实时采集雷电信息，雷电信息包括目标雷点位置和雷电强度信息。本实施方式中，雷电强度阈值由电压强度阈值和声音强度阈值决定，当雷点的电压强度与声音强度分别大于电压强度阈值和声音强度阈值，实时采集模块将该雷点定义为目标雷点。本实施方式中，实时采集模块采用卫星采集装置。
雷暴团定位模块与实时采集模块连接，其根据目标雷点位置对目标雷点进行聚类，获得雷暴团定位。
本实施方式中，雷暴团定位模块定位雷暴团可采用两种方式实现。
第一种方式通过雷点密集度定义雷暴团，具体的，可在雷暴团定位模块中预设雷点距离阈值，雷暴团定位模块对任意相邻两个目标雷点间的距离进行计算，并将任意相邻两个目标雷点间的距离均小于雷点距离阈值的雷点覆盖范围定义为一个雷暴团。
第二种方式通过核心雷点及覆盖范围定义雷暴团，具体的，可在雷暴团定位模块中预设边缘阈值，雷暴团定位模块获取雷电强度最大的目标雷点作为中央雷点，并将中央雷点以及距离中央雷点的距离均小于边缘阈值的目标雷点进行聚合，生成雷暴团。
历史记录模块与雷暴团定位模块连接，用于记录每一次雷暴团出现的位置及时间。
坐标建立模块与历史记录模块连接，坐标建立模块内部预设有与地理位置相对应的三维坐标系，其从历史记录模块调取每一次雷暴团出现的位置并映射到坐标系中，生成对应雷暴团历史移动轨迹的历史路径。通过三维坐标系，可以更直观的获得雷暴团的移动轨迹，确保历史路径的精确程度。
雷电强度警示模块中预设有风险电压值和风险面积值，其分别与实时采集模块和雷暴团定位模块连接。雷电强度警示模块分别从实时采集模块和雷暴团定位模块获取目标雷电最大电压值和雷暴团覆盖面积值，并将最大电压值和雷暴团覆盖面积值分别与风险电压值和风险面积值进行比较，根据比较结果对雷暴团进行风险评估，赋予一个风险等级。例如，当最大电压值和雷暴团覆盖面积值分别小于风险电压值和风险面积值，雷暴团风险等级为低；当最大电压值大于风险电压值或者雷暴团覆盖面积大于风险面积值，则雷暴团风险等级为中；当最大电压值和雷暴团覆盖面积值分别大于风险电压值和风险面积值，雷暴团风险等级为高。
计算处理模块分别与历史记录模块、坐标建立模块、雷电强度警示模块和消息发送模块连接，其根据历史路径对雷暴团移动轨迹进行预测，并根据每一次雷暴团出现的时间对雷暴团的聚集时间进行预测，从而推断出雷暴团下一次出现的地点和时间。计算处理模块还从雷电强度警示模块获取风险评估结果，然后将雷暴团下一次出现的地点和时间和风险评估结果进行绑定，然后通过消息发送模块发送出去。
输入模块分别与雷暴团定位模块、坐标建立模块和雷电强度警示模块连接，用于人工设置参数，如对雷点距离阈值或边缘值、坐标系以及风险电压值和风险面积值进行预设。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。